1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 1,62 kW, während sein Verdichter 0,9 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 1,62 kWẆ = 0,9 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2460 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4100 kJQL = 2460 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 4500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 800 °CTL = 30 °CQH = 4500 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 300 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 300 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 5000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 300 °C auf, verrichtet 1700 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 25 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 300 °CTL = 25 °CQH = 5000 kJW = 1700 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 5,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = -5 °CηII = 45%Q̇H = 5,5 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 2,52 kW
- 2. W = 1640 kJ
- 3. Wmax = 3229 kJ
- 4. ηmax = 47,98 %
- 5. Sgen = 2,345 kJ/K
- 6. Ẇ = 1,042 kW
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